Aliasing

Cuando trabajamos y procesamos señales, como en grabación o en síntesis, estamos trabajando con señales periódicas, por ejemplo cuando grabamos audio, la computadora crea un sampleo de la señal deseada y genera patrones de números de acuerdo a la fuente y a la digitalización de la misma. Asímismo cuando sintesizamos ondas sonoras y juntamos 2 o más señales, estamos creando nuevos patrones de ondas sonoras que le dan la naturaleza al sonido que estamos modelando, dentto de estos 2 procesos existe un fenómeno que debemos evitar y es el "Aliasing".

El Aliasing es el efecto causado por ondas contínuas y que se distorsionen o eliminen al momento de ser digitalizadas, cuando esto pasa, la señal procesada no se puede reconstruir en la computadora y se debe a la recreación con un margen por debajo de la frecuencia de Nyquist, generando patrones irreales de la onda original.

Izquierda. Imagen sin Alising y Derecha con Alising

El aliasing es un motivo de preocupación mayor en lo que concierne a la conversión analógica-digital de señales de audio y vídeo: el muestreo incorrecto de señales analógicas puede provocar que señales de alta frecuencia presenten dicho aliasing con respecto a señales de baja frecuencia. El aliasing es también una preocupación en el área de la computación gráfica e infografía, donde puede dar origen a patrones de moiré (en las imágenes con muchos detalles finos) y también a bordes dentados.

  

Cuando se obtienen muestras periódicas de una señal senoidal, puede ocurrir que se obtengan las mismas muestras que se obtendrían de una señal sinusoidal igualmente pero con frecuencia más baja. Específicamente, si una sinusoide de frecuencia f (Hz) es muestreada s veces por segundo, y s ≤ 2·f, entonces las muestras resultantes también serán compatibles con una sinusoide de frecuencia fm - f, donde fm es la frecuencia de muestreo. En la jerga inglesa de procesamiento de señales, cada una de las sinusoides se convierte en un "alias" para la otra.

Alias de una señal sinuidal, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=275973

Por tanto, si se muestrea a la frecuencia s una señal analógica que contiene las dos frecuencias, la señal no podrá ser reconstruida con exactitud. 

 
Velocidad de muestreo recomendada: –2xfrecuencia mayor (medida de frecuencia) –10xfrecuencia mayor (detalle de la forma de onda).

Para evitar el aliasing es necesario asegurarse de que en la señal analógica a muestrear con una frecuencia s, no tenga componentes sinusoidales de frecuencia mayor a s/2. Esta condición es llamada el criterio de Nyquist, y es equivalente a decir que la frecuencia de muestreo s debe ser al menos dos veces mayor que el ancho de banda de la señal.